После присоединения Г. к России грузинская наука развивалась в связи с русской, а также с западноевропейской наукой. Природу Г. изучали русские исследователи Г. В. Абих, Н. И. Андрусов, А. И. Воейков, Ф. Ю. Левинсон-Лессинг, Д. С. Белянкин и др. Работавшие в России грузинские учёные достигли немалых успехов в области естественных наук. П. Г. Багратиони разработал метод цианирования, имеющий большое значение для металлургии золота. Эксперимент. исследования И. Р. Тархнишвили (профессор Петербургской военно-медицинской академии, руководил кафедрой И. М. Сеченова) имели важное значение для развития физиологии в России. Значительным вкладом в развитие органической химии и агро-химии явились труды В. М. Петриашвили. Широко известны труды профессора. П. Г. Меликишвили (с 1927 член-корреспондент АН СССР), один из циклов его работ (по химии перекисей), выполненных совместно с его учеником Л. В. Писаржевским, был отмечен Ломоносовской премией (1899).В 19 в. в Тбилиси были организованы общекавказские научные центры, некоторые из них (Тбилисская магнитно-метеорологическая обсерватория, 1835; ботанические сады и др.)выросли в крупные научные учреждения, существующие и поныне. В то же время колониальная политика царизма ограничивала развитие собственно грузинской науки.
Развитие естественных и технических наук в Г. после Октябрьской революции (довоенный период). После установления Советской власти в Г. началось интенсивное развитие науки и подготовка национальных кадров. На кафедрах Тбилисского университета (основан в 1918), первым ректором которого был П. Г. Меликишвили, начались исследования во всех областях естествознания и их практических применений. В 1933 при университете был организован Математический институт (ныне Математический институт им. А. М. Размадзе АН Грузинской ССР). До 30-х гг. исследования по математике и механике велись небольшой группой учёных, получивших образование в русских университетах, — Н. И. Мусхелишвили (теория упругости и математическая физика), Г. Н. Николадзе (алгебраическая геометрия), А. М. Размадзе (вариационное исчисление) и А. К. Харадзе (классический анализ и алгебра). В 30-х гг. сформировалась грузинская математическая школа. Исследования Н. И. Мусхелишвили по методам решения т. н. плоской задачи теории упругости, имеющие также значение для математической физики в целом, были связаны с разработкой теории сингулярных интегральных уравнений и приложений теории аналитических функций.
В 1935 при университете создан институт физики (ныне институт физики АН Грузинская ССР).В довоенный период наиболее важные результаты были получены в области рентгеноструктурного анализа (Д. Б. Гогоберидзе) и теории атомного ядра (В. И. Мамасахлисов). В 30-х гг. создана первая в СССР горная Абастуманская астрофизическая обсерватория . Развитие промышленности, начавшееся в Г. после 1921, вызвало необходимость обеспечения её сырьём. Первоочередными стали задачи изучения геологического строения и истории развития территории Г., выявления естественных ресурсов. В 1925 основан геологический институт, а в 1929 — институт прикладной минералогии. Подготовкой научных кадров и развёртыванием исследований в области геологии руководили А. И. Джанелидзе, А. А. Твалчрелидзе и К. Е. Габуния. Основные направления: стратиграфия юрских, меловых и кайнозойских отложений, слагающих территории Г., и связанные с этим вопросы тектоники, а также некоторые проблемы петрографии, минералогии. Расширились работы по геофизике. Были созданы аэрологическое и актинометрическое отделения в Тбилисской обсерватории, а так же сеть метеорологических станций. В 1935—1937 магнитная обсерватория из Тбилиси переведена в Душети; в 1941 построена Казбегская высокогорная метеорологическая обсерватория.
В этот же период сформировалась грузинская географическая школа во главе с А. Н. Джавахишвили.
Химические исследования первоначально имели целью изучение минерального сырья (в частности, глин), вод, продуктов сельского хозяйства (в особенности вина и чая). В 1929 создан институт химии им. П. Г. Меликишвили (ныне институт физической и органической химии им. П. Г. Меликишвили), в 1932 — институт фармакохимии.
В организованном в 1934 институте ботаники под руководством Л. И. Джапаридзе разрабатывались вопросы систематики и географии растений, физиологии вегетативнего размножения и др. В 1935 опубликован капитальный труд Н. Н. Кецховели «Основные типы растительности Грузии».
В 1935 на базе физиологической лаборатории университета создан институт физиологии во главе с И. С. Бериташвили; основное направление — исследование центральной нервной системы животных и человека.
Интенсивно развивалась с.-х. наука, В 1929 был организован с.-х. институт; в 1932 — зооветеринарный институт. Важную роль в развитии медицинской науки сыграл медицинский факультет университета, преобразованный в 1930 в медицинский институт. При Советской власти впервые создаётся ряд втузов и научно-исследовательских учреждений, в том числе выделившийся из университета политехнический институт. Здесь проводилась обширная исследовательская работа — в особенности по машиностроению и строительству, по разработке и использованию местных ресурсов.
Развитие науки в послевоенный период. Высокие темпы развёртывания научно-исследовательских работ обусловили возможность создания в 1941 национального центра научной мысли республики — Академии наук Грузинской ССР . С 40-х гг. в Г. ведутся исследования по всем основным направлениям современной науки. Они развиваются в соответствии с задачами хозяйственного и культурного строительства и со сложившимися традициями.
Математика. Работа математиков и механиков в основном ведётся в Математическом институте АН им. А. М. Размадзе, в институте прикладной математики университета и др. вузах. Вклад грузинской школы прикладной математики и механики в мировую науку — создание полной теории плоской задачи математической теории упругости. Работы Н. И. Мусхелишвили в этой области были продолжены И. Н. Векуа и его учениками. И. Н. Векуа разработал также полную теорию обобщённых аналитических функций. В ряде работ Н. И. Мусхелишвили, И. Н. Векуа (Ленинская премия, 1963) и др. была завершена теория сингулярных интегральных уравнений (с ядром Коши). Следующим этапом явилось построение общей теории пространственных задач математической теории упругости на базе многомерных сингулярных интегральных уравнений, которая приобрела большое практическое значение. Эти исследования в основных чертах завершены в 60-х гг. (В. Д. Купрадзе и его ученики).
В институте велись также исследования по функциональному анализу, топологии (Г. С. Чогошвили и сотрудники), теории функций действительного переменного (В. Г. Челидзе и сотрудники), теории чисел, теории вероятностей, по основаниям математики (Л. П. Гокиели). Систематические исследования проводились по вопросам приближённого анализа и вычислительной техники (Ш. Е. Микеладзе). В этом направлении новый этап наступил в начале 60-х гг., когда был создан Вычислительный центр. Здесь разрабатываются новые методы вычислительной математики, теоретические основы новых вычислительных машин, математических методов оптимального планирования и управления народным хозяйством.
Физика. Быстрое развитие физики в Г. началось с 50-х гг., после создания института физики АН Грузинской ССР. Исследования проводились также в университете, в вузах и в отраслевых институтах. Продолжались работы по общим вопросам теоретической физики (М. М. Мирианашвили и др.),по теории атомного ядра (В. И. Мамасахлисов и др.). В частности, была разработана модель нуклонных ассоциаций применительно к лёгким ядрам. Наибольшие усилия в этот период сосредоточивались на физике космических лучей. Были построены высокогорные станции, в том числе установка Цхра-Цкаро, одна из самых мощных в мире. Развилась физика элементарных частиц. После пуска ядерного реактора (Тбилиси, 1959) сформировалась прикладная ядерная физика. Одновременно развёртывались исследования по квантовой гидродинамике жидкого гелия. Все эти направления физической науки развивались под руководством Э. Л. Андроникашвили. Работы по физике твёрдого тела в 50-х гг. сводились в основном к теоретическому изучению ряда эффектов низкотемпературного магнетизма (Г. Р. Хуцишвили). После пуска ядерного реактора началось изучение воздействия облучения на микроструктуру кристаллов.